Opis elementa arsena. Trovanje arsenom i njegovim solima - smrtonosna doza za ljude, simptomi, liječenje

Većinu stanovništva novoformiranog SSSR-a predstavljali su prvenstveno seljaci. Glavni zadatak boljševika bio je da spreče samostalnu poljoprivrednu aktivnost seljaštva, jer je isključivala principe na kojima su se zasnivale ekonomske reforme tog vremena: kolektivnu odgovornost i strogu centralizaciju.

Preduslovi za kolektivizaciju

Kolektivizacija poljoprivrede u svojoj početnoj fazi bila je veoma spora i sastojala se od nekoliko komuna. Boljševička vlada je podržavala i ohrabrivala takve inicijative, ali nije žurila da prisiljava seljake da ujedine farme.

Glavno odvraćanje za boljševike bilo je to što su glavna pokretačka snaga revolucije bili upravo seljaci koji su tražili pravo na privatno vlasništvo nad zemljom. Međutim, vlasti su napustile svoju liberalnu politiku nakon što su stanovnici sela počeli masovno organizirati zadruge - privatna udruženja koja nisu pod kontrolom države.

Saradnja je omela ne samo centralizaciju, već i celokupnu politiku NEP-a. Boljševici su bili prisiljeni poduzeti radikalne mjere, koje su se sastojale od praktično prisilne kolektivizacije poljoprivrede.

Kurs ka kolektivizaciji

Godine 1927. neuspjeh NEP-a postao je očigledan čak i vladajućoj eliti KPSS (b). U decembru ove godine na 15. kongresu stranke I.V. Staljin je najavio potpunu kolektivizaciju poljoprivrede. Tada je to bio jedini način da se napuni prazna državna blagajna.

Kolektivne farme su trebale postati pouzdano uporište totalitarnog komunističkog režima. Ova politika nije naišla na podršku nekih prilično uticajnih članova stranke koji su bili svjesni posljedica koje će donijeti prisilna kolektivizacija.

Da bi eliminisao takve "nepoželjne elemente", Staljin je lično izvršio čistku partijskih redova - 15% komunista - boljševici su izgubili partijske knjižice i poslani u Sibir.

Suština kolektivizacije u SSSR-u

Kolektivizacija je bila reforma poljoprivredne proizvodnje. Poljoprivrednici i privatni farmeri bili su primorani da ujedine svoja gazdinstva u kolektivnu organizaciju pod kontrolom države Više od polovine proizvedenih proizvoda postalo je državno vlasništvo.

Bogati seljaci koji su odbili da vode kolhoze lišeni su svih političkih i građanskih prava, poslani u progonstvo, a imovina im je konfiskovana i ravnopravno raspoređena između države i doušnika.

Glavni pokazatelj efikasnosti kolektivnih farmi bio je nivo žitarica koji su seljaci godišnje predavali državi. Kako bi svoju zadrugu prikazali sa najbolje strane, lokalne vlasti su počele nasilno oduzimati žito seljacima. Uz žito, odabrani su i drugi proizvodi: povrće, voće i žitarice.

Vrhovna vlast, koju je predvodio Staljin, savršeno je dobro razumjela kako postupaju lokalni zvaničnici, ali se ni na koji način u to nije miješala - zemlji je trebao novac za nadolazeću industrijalizaciju.

Rezultat grabežljive politike boljševika bila je velika glad i milioni potisnutih, nevinih „državnih neprijatelja“. Zvaničnim završetkom procesa kolektivizacije smatra se 1937. Tada je kolektivizirano više od 21 milion seljačkih gazdinstava, što je više od 95% njihovog ukupnog broja.

U periodu formiranja i razvoja sovjetske države, čija je povijest započela pobjedom boljševika tokom Oktobarske revolucije, bilo je mnogo velikih ekonomskih projekata, čija je provedba provedena oštrim mjerama prisile. Jedna od njih je potpuna kolektivizacija poljoprivrede, čiji su ciljevi, suština, rezultati i metode postali tema ovog članka.

Šta je kolektivizacija i koja je njena svrha?

Potpuna kolektivizacija poljoprivrede može se ukratko definirati kao rasprostranjeni proces spajanja malih individualnih poljoprivrednih gazdinstava u velika kolektivna udruženja, skraćeno kolektivne farme. Godine 1927. dogodio se sljedeći, na kojem je određen kurs za realizaciju ovog programa, koji je tada u većem dijelu zemlje provodio

Potpuna kolektivizacija, po mišljenju partijskog vrha, trebala je omogućiti zemlji da riješi tada akutni problem s hranom reorganizacijom malih gazdinstava srednjih i siromašnih seljaka u velike kolektivne poljoprivredne komplekse. Istovremeno je bila predviđena i potpuna likvidacija seoskih kulaka, proglašenih neprijateljem socijalističkih reformi.

Razlozi za kolektivizaciju

Inicijatori kolektivizacije su glavni problem poljoprivrede vidjeli u njenoj rascjepkanosti. Brojni mali proizvođači, lišeni mogućnosti kupovine savremene opreme, uglavnom su koristili neefikasan i niskoproduktivan ručni rad na njivama, što im nije omogućavalo da ostvare visoke prinose. Posljedica toga bila je sve veća nestašica hrane i industrijskih sirovina.

Da bi se riješio ovaj vitalni problem, pokrenuta je potpuna kolektivizacija poljoprivrede. Datum početka njegove implementacije, koji se općenito smatra 19. decembar 1927. - dan završetka XV kongresa KPSS (b), postao je prekretnica u životu sela. Počeo je nasilni slom starog, vekovima starog načina života.

Uradite ovo - ne znam šta

Za razliku od ranije sprovedenih agrarnih reformi u Rusiji, poput onih koje su 1861. godine izveli Aleksandar II i 1906. Stolipin, kolektivizacija koju su sprovodili komunisti nije imala ni jasno razrađen program, niti posebno određene načine sprovođenja.

Kongres stranke dao je instrukcije za radikalnu promenu politike u poljoprivredi, a potom su lokalni čelnici bili obavezni da to sami sprovedu, na sopstvenu odgovornost i rizik. Čak su i njihovi pokušaji da kontaktiraju centralne vlasti za pojašnjenje bili ugušeni.

Proces je počeo

Ipak, proces koji je započeo kongresom stranke je počeo i već sljedeće godine zahvatio je značajan dio zemlje. Uprkos činjenici da je zvanično učlanjenje u kolektivne farme proglašeno dobrovoljnim, u većini slučajeva njihovo stvaranje je izvršeno putem administrativnih i prinudnih mjera.

Već u proljeće 1929. u SSSR-u su se pojavili poljoprivredni povjerenici - službenici koji su putovali na teren i, kao predstavnici najviše državne vlasti, pratili napredak kolektivizacije. Pomoć su im pružili brojni komsomolski odredi, takođe mobilisani za reorganizaciju života u selu.

Staljin o „velikoj prekretnici“ u životu seljaka

Na dan sljedeće 12. godišnjice revolucije - 7. novembra 1928. godine, list Pravda objavio je članak Staljina, u kojem je naveo da je nastupila "velika prekretnica" u životu sela. Prema njegovim riječima, zemlja je uspjela da napravi istorijsku tranziciju sa male poljoprivredne proizvodnje na naprednu poljoprivredu na kolektivnoj osnovi.

Takođe je naveo mnoge specifične pokazatelje (uglavnom preuveličane), koji ukazuju na to da je potpuna kolektivizacija svuda donela opipljiv ekonomski efekat. Od tog dana, uvodnici većine sovjetskih novina bili su ispunjeni pohvalama za „pobednički marš kolektivizacije“.

Reakcija seljaka na prisilnu kolektivizaciju

Prava slika bila je radikalno drugačija od one koju su pokušavali da predstave propagandni organi. Prisilno oduzimanje žita od seljaka, praćeno širokim hapšenjima i uništavanjem farmi, u suštini je gurnulo zemlju u stanje novog građanskog rata. U vrijeme kada je Staljin govorio o pobjedi socijalističkog preustroja sela, u mnogim dijelovima zemlje bjesnile su seljačke pobune, koje su se do kraja 1929. brojale na stotine.

Istovremeno, realna poljoprivredna proizvodnja, suprotno izjavama vrha stranke, nije porasla, već je katastrofalno pala. To je bilo zbog činjenice da su mnogi seljaci, plašeći se da budu svrstani u kulake, i ne želeći da daju svoju imovinu kolhozi, namjerno smanjivali usjeve i klali stoku. Dakle, potpuna kolektivizacija je, prije svega, bolan proces, koji većina stanovnika sela odbija, ali se provodi metodama administrativne prinude.

Pokušaji da se proces ubrza

Istovremeno, u novembru 1929. godine doneta je odluka da se intenzivira tekući proces restrukturiranja poljoprivrede da se u sela pošalje 25 hiljada najsvesnijih i najaktivnijih radnika da upravljaju tamo stvorenim kolektivnim farmama. Ova epizoda je ušla u istoriju zemlje kao pokret „dvadeset pet hiljada”. Nakon toga, kada je kolektivizacija uzela još veće razmjere, broj gradskih izaslanika se gotovo utrostručio.

Dodatni podsticaj procesu socijalizacije seljačkih farmi dala je rezolucija Centralnog komiteta Svesavezne komunističke partije boljševika od 5. januara 1930. godine. Naznačio je konkretne rokove u kojima je trebalo da se završi potpuna kolektivizacija na glavnim obradivim područjima zemlje. Direktiva je propisivala njihov konačni prelazak na kolektivni oblik upravljanja do jeseni 1932. godine.

I pored kategoričnosti rezolucije, ona, kao i ranije, nije dala nikakva konkretna objašnjenja o metodama uključivanja seljačke mase u kolhoze, a nije čak ni dala preciznu definiciju šta bi kolektivna farma u konačnici trebala biti. Kao rezultat toga, svaki lokalni šef se vodio svojom idejom o ovom, neviđenom obliku organizacije rada i života.

Samovolja lokalnih vlasti

Ovakvo stanje postalo je povod za brojne slučajeve lokalne samouprave. Jedan od takvih primjera je Sibir, gdje su lokalni zvaničnici, umjesto kolektivnih farmi, počeli stvarati određene komune uz socijalizaciju ne samo stoke, opreme i oranica, već i cjelokupne imovine, uključujući i lične stvari.

Istovremeno, lokalni lideri, nadmećući se jedni s drugima u ostvarivanju što većeg procenta kolektivizacije, nisu oklevali da koriste brutalne represivne mere protiv onih koji su pokušali da izbegnu učešće u tekućem procesu. To je izazvalo novu eksploziju nezadovoljstva, koja je u mnogim oblastima poprimila oblik otvorene pobune.

Glad kao rezultat nove poljoprivredne politike

Ipak, svaki pojedini okrug dobio je poseban plan prikupljanja poljoprivrednih proizvoda namijenjenih kako za domaće tržište tako i za izvoz, za čiju je provedbu lično odgovorno lokalno rukovodstvo. Svaka kratka isporuka smatrana je znakom sabotaže i mogla bi imati tragične posljedice.

Iz tog razloga je nastala situacija u kojoj su načelnici okruga, u strahu od odgovornosti, prisiljavali kolektivne poljoprivrednike da predaju državi sve raspoloživo žito, uključujući i sjemenski fond. Ista slika je uočena i u stočarstvu, gdje su sva priplodna goveda slana na klanje radi izvještavanja. Poteškoće je pogoršavala i krajnja nesposobnost vođa kolhoza, od kojih je većina došla u selo na partijski poziv i nije imala pojma o poljoprivredi.

Kao rezultat, ovako sprovedena potpuna kolektivizacija poljoprivrede dovela je do prekida u snabdijevanju hranom gradova, au selima - sveopšte gladi. Posebno je razorno bilo u zimu 1932. i u proljeće 1933. godine. Istovremeno, uprkos očiglednim pogrešnim procenama rukovodstva, zvanični organi su za ono što se dešavalo krivili određene neprijatelje koji pokušavaju da ometaju razvoj nacionalne ekonomije.

Eliminacija najboljeg dela seljaštva

Značajnu ulogu u stvarnom neuspehu politike odigralo je eliminisanje takozvane klase kulaka - imućnih seljaka koji su u periodu NEP-a uspeli da stvore jake farme i proizveli značajan deo svih poljoprivrednih proizvoda. Naravno, nije imalo smisla da se učlane u zadruge i dobrovoljno gube imovinu stečenu svojim radom.

Budući da se takav primjer nije uklapao u opći koncept uređenja seoskog života, a sami su, po mišljenju partijskog rukovodstva zemlje, spriječili uključivanje siromašnih i srednjih seljaka u kolhoze, krenulo se u eliminaciju njima.

Odmah je izdata odgovarajuća direktiva na osnovu koje su likvidirane kulačke farme, sva imovina prebačena u vlasništvo kolektivnih farmi, a sami su prisilno iseljeni u regione krajnjeg sjevera i dalekog istoka. Dakle, potpuna kolektivizacija u žitarskim područjima SSSR-a odvijala se u atmosferi totalnog terora protiv najuspješnijih predstavnika seljaštva, koji su činili glavni radni potencijal zemlje.

Potom je niz mjera preduzetih za prevazilaženje ove situacije omogućio djelimično normalizaciju situacije u selima i značajno povećanje proizvodnje poljoprivrednih proizvoda. To je omogućilo Staljinu da na partijskom plenumu održanom u januaru 1933. proglasi potpunu pobjedu socijalističkih odnosa u sektoru kolektivnih farmi. Općenito je prihvaćeno da je to bio kraj potpune kolektivizacije poljoprivrede.

Kako je završila kolektivizacija?

Najrječitiji dokaz o tome su statistički podaci objavljeni tokom godina perestrojke. Nevjerovatne su iako su naizgled nepotpune. Iz njih je jasno da je potpuna kolektivizacija poljoprivrede završena sledećim rezultatima: tokom njenog perioda deportovano je preko 2 miliona seljaka, a vrhunac ovog procesa je 1930-1931. kada je oko 1 milion 800 hiljada seoskih stanovnika bilo podvrgnuto prisilnom preseljenju. Nisu bili kulaci, ali su se iz ovog ili onog razloga našli nepopularni u svom rodnom kraju. Osim toga, 6 miliona ljudi je postalo žrtve gladi u selima.

Kao što je već spomenuto, politika prisilne socijalizacije farmi dovela je do masovnih protesta među stanovnicima sela. Prema podacima sačuvanim u arhivi OGPU, samo u martu 1930. bilo je oko 6.500 ustanaka, a vlasti su oružjem ugušile njih 800.

Generalno, poznato je da je te godine u zemlji zabilježeno preko 14 hiljada narodnih ustanaka u kojima je učestvovalo oko 2 miliona seljaka. S tim u vezi, često se čuje mišljenje da se ovako provedena potpuna kolektivizacija može izjednačiti sa genocidom nad vlastitim narodom.

Arsen je nemetal i formira jedinjenja slična po svojim hemijskim svojstvima. Međutim, pored nemetalnih svojstava, arsen pokazuje i metalna svojstva. U vazduhu u normalnim uslovima, arsen se blago oksidira sa površine. Arsen i njegovi analozi nisu nerastvorljivi ni u vodi ni u organskim rastvaračima.

Arsen je hemijski aktivan. Na zraku na normalnim temperaturama, čak i kompaktni (stopljeni) metalni arsen se lako oksidira kada se zagrije, arsen u prahu se zapali i gori s plavim plamenom da formira As 2 O 3 oksid. Poznat je i termički manje stabilan neisparljivi oksid As 2 O 5.

Kada se zagreje (u nedostatku vazduha), As sublimira (temperatura sublimacije 615 o C). Para se sastoji od As 4 molekula sa neznatnom (oko 0,03%) primjesom As 2 molekula.

Arsen spada u grupu oksidaciono-redukcionih elemenata. Kada je izložen jakim redukcijskim agensima, ispoljava oksidirajuća svojstva. Dakle, pod dejstvom metala i vodika u trenutku oslobađanja, on je sposoban da proizvede odgovarajuća jedinjenja metala i vodika:

6Ca +As 4 = 2Ca 3 As 2

Pod uticajem jakih oksidacionih sredstava, arsen prelazi u tro- ili petovalentno stanje. Na primjer, kada se zagrije na zraku, arsen, oksidiran kisikom, gori i stvara bijeli dim - arsenik (III) oksid As 2 O 3:

Kao 4 + 3O 2 =2As 2 O 3

Stabilni oblici arsenik oksida u gasnoj fazi su seskvioksid (anhidrid arsena) As 2 O 3 i njegov dimer As 4 O 6. Do 300 o C, glavni oblik u gasnoj fazi je dimer iznad ove temperature, on je primetno disociran, a na temperaturama iznad 1800 o C gasoviti oksid se sastoji praktično od monomernih molekula As 2 O 3.

Gasovita mešavina As 4 O 6 i As 2 O 3 nastaje tokom sagorevanja As u kiseoniku, tokom oksidativnog prženja As sulfidnih minerala, kao što su arsenopirit, rude obojenih metala i rude polimera.

Kada se para As 2 O 3 (As 4 O 6) kondenzuje iznad 310 o C, formira se staklast oblik As 2 O 3. Kada se para kondenzuje ispod 310 o C, formira se bezbojna polikristalna kubična modifikacija arsenolita. Svi oblici As 2 O 3 su visoko rastvorljivi u kiselinama i alkalijama.

As(V) oksid (anhidrid arsena) As 2 O 5 – bezbojni kristali ortorombnog sistema. Kada se zagrije, As 2 O 5 disocira u As 4 O 6 (gas) i O 2 . As 2 O 5 se dobija dehidratacijom koncentrovanih rastvora H 3 AsO 4 nakon čega sledi kalcinacija nastalih hidrata.

Poznat je oksid As 2 O 4 koji se dobija sinterovanjem As 2 O 3 i As 2 O 5 na 280 o C u prisustvu vodene pare. Poznat je i gasoviti AsO monoksid, koji nastaje tokom električnog pražnjenja u pari As trioksida pod sniženim pritiskom.

Kada se rastvori u vodi, As 2 O 5 formira ortoarsenski H 3 AsO 3 , ili As(OH) 3 , i metaarsen HAsO 2 ili AsO(OH), koji postoje samo u rastvoru i imaju amfoterna, pretežno kisela svojstva.

U odnosu na kiseline, arsen se ponaša na sljedeći način:

— arsen ne reaguje sa hlorovodoničnom kiselinom, ali u prisustvu kiseonika nastaje arsen trihlorid AsCl 3:

4As +3O 2 +12HCl = 4AsCl 3 +6H 2 O

- razrijeđena dušična kiselina, kada se zagrije, oksidira arsen u orthoarsenic kiselina H 3 AsO 3 , a koncentrirana azotna kiselina – do ortoarsenske kiseline H 3 AsO 4:

3As + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 2 AsO 4 +5NO

Orthoarsenic acid(arsenska kiselina) H 3 AsO 4 *0,5H 2 O – bezbojni kristali; tačka topljenja – 36 o C (sa raspadanjem); rastvorljiv u vodi (88% po masi na 20 o C); higroskopna; u vodenim rastvorima – trobazna kiselina; kada se zagrije na oko 100 o C, gubi vodu, pretvarajući se u piroarsensku kiselinu H 4 As 5 O 7, na višim temperaturama prelazi u metaarsensku kiselinu HAsO 3. Dobija se oksidacijom As ili As 2 O 3 sa koncentriranom HNO 3 . Lako je rastvorljiv u vodi i po jačini je približno jednak fosforu.

Oksidirajuća svojstva arsenske kiseline vidljiva su samo u kiseloj sredini. Arsenska kiselina je sposobna oksidirati HI u I 2 reverzibilnim reakcijama:

H 3 AsO 4 + 2HI = H 3 AsO 3 + I 2 + H 2 O

Orthoarsenic kiselina (arsenova kiselina) H 3 AsO 3 postoji samo u vodenom rastvoru; slaba kiselina; dobijeno otapanjem As 2 O 3 u vodi; međuproizvod u pripremi arsenita (III) i drugih jedinjenja.

- koncentrovana sumporna kiselina reaguje sa arsenom prema sledećoj jednačini da nastane orthoarsenic kiseline:

2As + 3H 2 SO 4 = 2H 3 AsO 3 +3SO 2

- alkalni rastvori ne reaguju sa arsenom u odsustvu kiseonika. Kada se arsen prokuva sa alkalijama, oksidira se u so arsenske kiseline H 3 AsO 3 . Kada se stapa sa alkalijama, nastaju arsin (arsenov vodonik) AsH 3 i arsenati (III). Nanesite ASH 3

za dopiranje poluprovodničkih materijala arsenom za dobijanje As visoke čistoće.

Poznati su nestabilni viši arsini: diarzin Kao 2 H 4, raspada se već na -100 o C; triarsine As 3 H 5 .

Metalni arsen lako reaguje sa halogenima, dajući isparljive halogenide AsHal 3:

Kao +3Cl 2 = 2AsCl 3

AsCl 3 je bezbojna uljasta tečnost koja ispari na vazduhu i, kada se očvrsne, formira kristale sa bisernim sjajem.

C F 2 takođe formira AsF 5 - pentafluorid - bezbojni gas, rastvorljiv u vodi i alkalnim rastvorima (sa malom količinom toplote), u dietil eteru, etanolu i benzenu.

Arsen u prahu se spontano pali u okruženju F 2 i Cl 2 .

Sa S, Se i Te, arsen formira odgovarajuće halkogenidi:

sulfidi - As 2 S 5, As 2 S 3 (orpimentni mineral u prirodi), As 4 S 4 (realgar mineral) i As 4 S 3 (dimorfit mineral); selenidi – As 2 Se 3 i As 4 Se 4; telurid – As 2 Te 3 . Halkogenidi arsena su stabilni na vazduhu, nerastvorljivi u vodi, visoko rastvorljivi u alkalnim rastvorima, a kada se zagreju - u HNO 3. Imaju poluvodička svojstva i transparentni su u IR području spektra.

Sa većinom metala daje metalna jedinjenja - arsenidi. Galijum arsenid i indijum arsenid– važna poluprovodnička jedinjenja.

Brojne su poznate arsenikorganski veze. Organoarsenska jedinjenja sadrže As-C vezu. Ponekad organska jedinjenja uključuju sva organska jedinjenja koja sadrže As, na primer, estre arsenske kiseline (RO) 3 As i arsenske kiseline (RO) 3 AsO. Najbrojnija grupa organoarsenih jedinjenja su As derivati ​​sa koordinacionim brojem 3. Tu spadaju organoarsini Rn AsH 3-n, tetraorganodiarsini R2 As-AsR 2, ciklički i linearni poliarganoarsini (RAs) n, kao i organoarsini i diarganoarsini kiseline i njihovi derivati ​​R n AsX 3-n (X= OH, SH, Hal, OR', NR 2', itd.). Većina organoarsenskih jedinjenja su tečnosti, poliorganoarsini i organske kiseline. Kao i čvrste materije, CH 3 AsH 2 i CF 3 AsH 2 su gasovi. Ova jedinjenja su, po pravilu, rastvorljiva u organskim rastvaračima, ograničeno rastvorljiva u vodi i relativno stabilna u odsustvu kiseonika i vlage. Neki tetraorganodijarzini su zapaljivi na vazduhu.

Hvala ti

Stranica pruža referentne informacije samo u informativne svrhe. Dijagnoza i liječenje bolesti moraju se provoditi pod nadzorom specijaliste. Svi lijekovi imaju kontraindikacije. Konsultacija sa specijalistom je obavezna!

Opće informacije

Jedinstvenost arsenik je da se može naći svuda - u stijenama, mineralima, vodi, zemljištu, životinjama i biljkama. Čak se naziva i sveprisutnim elementom. Arsen je rasprostranjen u različitim geografskim regionima Zemlje zbog hlapljivosti njegovih jedinjenja i njihove visoke rastvorljivosti u vodi. Ako je klima u regiji vlažna, element se ispere iz zemlje, a zatim odnese podzemnim vodama. Površinske vode i dubine rijeka sadrže od 3 µg/l do 10 µg/l supstance, a morske i okeanske vode sadrže mnogo manje, oko 1 µg/l.

Arsen se u odraslom ljudskom tijelu nalazi u količinama od približno 15 mg. Najviše se nalazi u jetri, plućima, tankom crijevu i epitelu. Apsorpcija supstance se dešava u želucu i crevima.
Antagonisti supstance su fosfor, sumpor, selen, vitamini E, C, kao i neke aminokiseline. Zauzvrat, ova supstanca ometa tjelesnu apsorpciju selena, cinka, vitamina A, E, C i folne kiseline.
Tajna njegovih prednosti je u njegovoj količini: u maloj dozi obavlja niz korisnih funkcija; a kod velikih je moćan otrov.

Funkcije:

• Poboljšanje apsorpcije fosfora i azota.
• Stimulacija hematopoeze.
• Slabljenje oksidativnih procesa.
• Interakcija sa proteinima, lipoičnom kiselinom, cisteinom.

Dnevna potreba za ovom tvari je mala - od 30 do 100 mcg.

Arsen kao hemijski element

Arsen je klasifikovan kao hemijski element V grupe periodnog sistema i pripada porodici azota. U prirodnim uslovima, ova supstanca je predstavljena jedinim stabilnim nuklidom. Više od deset radioaktivnih izotopa arsena je umjetno dobiveno, sa širokim rasponom vrijednosti poluraspada - od nekoliko minuta do nekoliko mjeseci. Formiranje pojma povezano je s njegovom upotrebom za istrebljenje glodara - miševa i štakora. Latinski naziv Arsenicum (As) izvedeno od grčke riječi " arsen", Šta znači: moćan, jak.

Istorijski podaci

Arsen u svom čistom obliku otkriven je tokom alhemijskih eksperimenata u srednjem vijeku. A njegovi spojevi su poznati ljudima od davnina, oni su se koristili za proizvodnju lijekova i boja. Danas se arsen na posebno svestran način koristi u metalurgiji.

Istoričari su jedan od perioda ljudskog razvoja nazvali bronzanim periodom. U to vrijeme ljudi su prešli s kamenog oružja na poboljšano bronzano oružje. Bronza je jedinjenje ( legura) lim sa bakrom. Prema istoričarima, prva bronza je izlivena u dolini Tigra i Eufrata, oko 30. veka. BC. U zavisnosti od procentualnog sastava komponenti uključenih u leguru, bronza koju su izlili različiti kovači mogla je imati različita svojstva. Naučnici su otkrili da je najbolja bronza s vrijednim svojstvima legura bakra koja sadrži do 3% kalaja i do 7% arsena. Takva bronca se lako lijevala i bolje je kovala. Vjerovatno je tijekom topljenja ruda bakra pomiješana s produktima trošenja minerala bakar-arsen sulfida, koji su imali sličan izgled. Drevni majstori su cijenili dobra svojstva legure, a zatim su namjerno tražili nalazišta minerala arsena. Da bismo ih pronašli, koristili smo specifično svojstvo ovih minerala da ispuštaju miris belog luka kada se zagreju. Ali s vremenom je prestalo topljenje bronce koja sadrži jedinjenja arsena. Najvjerojatnije se to dogodilo zbog činjenice da se trovanje vrlo često događalo prilikom ispaljivanja tvari koje sadrže arsen.

Naravno, u dalekoj prošlosti ovaj element je bio poznat samo u obliku svojih minerala. U staroj Kini poznavali su čvrsti mineral nazvan realgar, koji je, kako je sada poznato, sulfid sastava As4S4. riječ " realgar"prevedeno sa arapskog znači" rudnika prašine" Ovaj mineral se koristio za klesanje kamena, ali je imao jedan značajan nedostatak: na svjetlu ili pri zagrijavanju, realgar se "kvario", jer se pod utjecajem toplinske reakcije pretvarao u sasvim drugu tvar, As2S3.

Naučnik i filozof Aristotel u 4. veku BC. dao ime ovom mineralu - “ sandarac" Tri veka kasnije, rimski naučnik i pisac Plinije Stariji zajedno sa doktorom i botaničarom Dioscorides opisao još jedan mineral tzv orpiment. Latinski naziv minerala je preveden “ zlatna boja" Ovaj mineral je korišten kao žuta boja.

U srednjem veku, alhemičari su izolovali tri oblika supstance: žuti arsen ( je sulfid As2S3), crvena ( sulfid As4S4) i bijelo ( oksid As2O3). Bijela nastaje sublimacijom nekih nečistoća arsena tokom pečenja bakrenih ruda koje sadrže ovaj element. Kondenzirao se iz gasne faze i taložio u obliku bijelog premaza, nakon čega je sakupljen.

U 13. veku, alhemičari su zagrejali žuti arsen i sapun da bi proizveli supstancu nalik metalu koja je možda bila prvi primer čiste supstance proizvedene veštački. Ali nastala supstanca prekršila je ideje alhemičara o mističnoj "vezi" sedam njima poznatih metala sa sedam astronomskih objekata - planeta; zato su alhemičari nastalu supstancu nazvali "nelegitimnim metalom". Primijetili su jedno zanimljivo svojstvo u vezi s tim - supstanca je mogla dati bakru bijelu boju.

Arsen je jasno identifikovan kao samostalna supstanca početkom 17. veka, kada je farmaceut Johann Schröder prilikom redukcije oksida ugljenom, dobio sam ga u čistom obliku. Nekoliko godina kasnije, francuski lekar i hemičar Nicola Lemery uspio dobiti ovu supstancu zagrijavanjem njenog oksida u mješavini s potašom i sapunom. U sljedećem stoljeću već je bio dobro poznat i nazivan neobičnim „polumetalom“.

švedski naučnik Scheele eksperimentalno dobijen arsenov vodonik i arsenska kiselina. U isto vrijeme A.L. Lavoisier prepoznao ovu supstancu kao samostalan hemijski element.

Biti u prirodnim uslovima

Element se često nalazi u prirodnim uslovima u jedinjenjima sa bakrom, kobaltom, niklom i gvožđem. U zemljinoj kori ga nema mnogo – oko 5 grama po toni, što je otprilike isto koliko i kalaja, molibdena, germanijuma, volframa i broma.

Sastav minerala koji ovaj hemijski element formira ( danas ih ima više od 200), zbog “polumetalnih” svojstava elementa. Može biti u negativnom i pozitivnom oksidacionom stanju i stoga se lako kombinuje sa mnogim drugim elementima; u pozitivnoj oksidaciji, arsen igra ulogu metala ( na primjer, u sulfidima), ako je negativan – nemetalni ( u arsenidima). Minerali koji sadrže arsen imaju složen sastav. Sam element može zamijeniti atome antimona, sumpora i metala u kristalnoj rešetki.

Mnoga jedinjenja metala i arsena, sudeći po njihovom sastavu, češće su intermetalna jedinjenja nego arsenidi; Neki od njih se razlikuju po promjenjivom sadržaju glavnog elementa. Nekoliko metala može istovremeno biti prisutno u arsenidima, a atomi ovih metala, sa bliskim ionskim radijusima, mogu zamijeniti jedni druge u kristalnoj rešetki u proizvoljnim omjerima. Svi minerali klasifikovani kao arsenidi imaju metalni sjaj. Oni su neprozirni, teški, a njihova tvrdoća je niska.

Primjer prirodnih arsenida ( ima ih oko 25) može poslužiti mineralima kao što su skuterudit, saflorit, rammelsbergit, niklskuterudit, niklin, lolingit, sperilit, maučerit, algodonit, langizit, klinosaflorit. Ovi arsenidi imaju veliku gustinu i pripadaju grupi „superteških“ minerala.

Najčešći mineral je arsenopirit ( ili, kako se još naziva, arsenički pirit). Ono što se hemičarima čini zanimljivim je struktura onih minerala u kojima je arsen prisutan istovremeno sa sumporom i u kojima igra ulogu metala, budući da je grupisan sa drugim metalima. Ovi minerali su arsenosulvanit, girodit, arsenogaučekornit, freibergit, goldfieldit, tenantit, argentotennantit. Struktura ovih minerala je veoma složena.

Prirodni sulfidi kao što su realgar, orpiment, dimorfit, getčelit, imaju pozitivno oksidaciono stanje As ( lat. oznaka arsena). Ovi minerali se pojavljuju kao male inkluzije, iako su kristali velike veličine i težine povremeno iskopani u nekim područjima.

Zanimljiva je činjenica da prirodne soli arsenske kiseline, nazvane arsenati, izgledaju vrlo različito. Eritrit ima kobaltnu boju, dok su skorodit, annabergit i simpsit zeleni. A görnezit, köttigitite i rooseveltite su potpuno bezbojni.

U centralnom regionu Švedske postoje kamenolomi u kojima se kopa ruda feromangana. U ovim kamenolomima pronađeno je i opisano više od pedeset uzoraka minerala koji su arsenati. Neki od ovih arsenata nisu pronađeni nigdje drugdje. Stručnjaci vjeruju da su ovi minerali nastali na niskim temperaturama kao rezultat interakcije arsenske kiseline s drugim tvarima. Arsenati su produkti oksidacije određenih sulfidnih ruda. Obično nemaju nikakvu vrijednost osim estetske vrijednosti. Takvi minerali su ukrasi mineraloških zbirki.

Nazivi minerala su davani na različite načine: neki od njih su dobili imena po naučnicima i istaknutim političkim ličnostima; drugi su dobili imena po lokalitetu na kojem su pronađeni; treći su nazivani grčkim terminima koji označavaju njihova osnovna svojstva ( na primjer boja); četvrti su imenovani skraćenicama koje su označavale početna slova imena ostalih elemenata.

Na primjer, zanimljivo je formiranje drevnog imena za takav mineral kao što je nikal. Ranije se zvao kupfernikl. Nemački rudari koji su radili na razvoju bakra pre pet do šest vekova sujeverno su se plašili zlog planinskog duha, kojeg su zvali nikl. njemačka riječ " kupfer"značio" bakar" Zvali su "prokleti" ili "lažni" bakar Kupfernikl. Ova ruda je bila vrlo slična bakru, ali se iz nje nije mogao dobiti bakar. Ali pronašao je svoju primjenu u proizvodnji stakla. Uz njegovu pomoć staklo je obojeno zelenom bojom. Kasnije je iz ove rude izolovan novi metal i nazvan nikal.

Čisti arsen je prilično inertan u svojim hemijskim svojstvima i može se naći u svom prirodnom stanju. Izgleda kao spojene igle ili kocke. Takav grumen je lako samljeti u prah. Sadrži do 15% nečistoća ( kobalt, gvožđe, nikl, srebro i drugi metali).

Sadržaj As u zemljištu se po pravilu kreće od 0,1 mg/kg do 40 mg/kg. U područjima gdje se nalazi ruda arsena i na području vulkana, tlo može sadržavati vrlo velike količine As - do 8 g/kg. Upravo to je stopa u nekim područjima Novog Zelanda i Švicarske. U takvim područjima flora umire, a životinje obolijevaju. Ista situacija je tipična za pustinje i stepe, gdje se arsen ne ispire iz tla. U poređenju sa prosječnim sadržajem, obogaćenim se smatraju i glinene stijene, jer sadrže četiri puta više tvari arsena.

Ako se čista tvar kao rezultat biometilacije pretvori u hlapljivo organoarsensko jedinjenje, onda se iz tla prenosi ne samo vodom, već i vjetrom. Biometilacija je dodavanje metil grupe da bi se formirala C–As veza. Ovaj proces se provodi uz sudjelovanje supstance metilkobalamin - metilirani derivat vitamina B12. Biometilacija As se dešava i u morskoj i u slatkoj vodi. To dovodi do stvaranja organskih jedinjenja kao što su metilarsonska i dimetilarsinska kiselina.

U onim područjima gdje nema specifičnog zagađenja, koncentracija arsena je 0,01 μg/m3, au industrijskim područjima gdje se nalaze elektrane i fabrike, koncentracija dostiže nivo od 1 μg/m3. U područjima gdje se nalaze industrijski centri, taloženje arsena je intenzivno i iznosi do 40 kg/m2. km godišnje.

Hlapljiva jedinjenja arsena, kada njihova svojstva još nisu bila u potpunosti proučena, donosila su mnogo nevolja ljudima. Masovna trovanja nisu bila neuobičajena ni u 19. vijeku. Ali doktori nisu znali razloge trovanja. A otrovna supstanca je bila sadržana u zelenim bojama za tapete i gipsu. Visoka vlažnost dovela je do stvaranja plijesni. Pod uticajem ova dva faktora nastajale su isparljive organoarsenske supstance.

Postoji pretpostavka da je proces stvaranja isparljivih organoarsenih derivata mogao uzrokovati odloženo trovanje cara. Napoleonšto je dovelo do njegove smrti. Ova pretpostavka se zasniva na činjenici da su 150 godina nakon njegove smrti u njegovoj kosi pronađeni tragovi arsena.

Arsenske supstance se nalaze u umjerenim količinama u nekim mineralnim vodama. Općeprihvaćeni standardi utvrđuju da u ljekovitim mineralnim vodama koncentracija arsena ne smije biti veća od 70 µg/l. U principu, čak i ako je koncentracija supstance veća, može dovesti do trovanja samo uz stalnu, dugotrajnu upotrebu.

Arsen se može naći u prirodnim vodama u različitim jedinjenjima i oblicima. Trovalentni arsen, na primjer, mnogo je puta toksičniji od petovalentnog arsena.

Neke morske alge mogu akumulirati arsen u takvim koncentracijama da su opasne za ljude. Takve alge mogu lako rasti, pa čak i razmnožavati se u kiseloj sredini arsena. U nekim zemljama se koriste kao sredstva za kontrolu štetočina ( protiv pacova).

Hemijska svojstva

Arsen se ponekad naziva metalom, ali u stvarnosti je više nemetal. Ne stvara soli u kombinaciji s kiselinama, ali je sama po sebi supstanca koja stvara kiseline. Zbog toga se naziva i polumetal. Kao i fosfor, arsen može postojati u različitim alotropnim oblicima.

Jedan od ovih oblika je sivi arsen, prilično krhka supstanca. Njegova fraktura ima svijetli metalni sjaj ( stoga je njegovo drugo ime "metal arsenik"). Električna provodljivost ovog polumetala je 17 puta manja od bakra, ali u isto vrijeme 3,6 puta veća od žive. Što je temperatura viša, to je niža električna provodljivost. Ovo tipično svojstvo metala karakteristično je i za ovaj polumetal.

Ako se para arsena kratko vrijeme ohladi na temperaturu od –196 stepeni ( ovo je temperatura tečnog azota), dobićete meku, prozirnu, žutu supstancu koja izgleda kao žuti fosfor. Gustoća ove tvari je mnogo niža od gustine metala arsena. Žuti arsen i pare arsena sastoje se od molekula koji imaju oblik tetraedra ( one. piramidalnog oblika sa četiri baze). Molekuli fosfora imaju isti oblik.

Pod utjecajem ultraljubičastog zračenja, kao i kada se zagrije, žuti arsen trenutno prelazi u siv; Ova reakcija oslobađa toplotu. Ako se pare kondenziraju u inertnoj atmosferi, tada nastaje drugi oblik ovog elementa - amorfni. Ako se para arsena taloži na staklo, formira se zrcalni film.

Struktura elektronske spoljašnje ljuske ovog elementa je ista kao i kod fosfora i azota. Arsen, kao i fosfor, može formirati tri kovalentne veze.

Ako je vazduh suv, tada As ima stabilan oblik. Od vlažnog zraka postaje dosadan i na vrhu se prekriva crnim oksidom. Kada se zapali, para arsena lako gori plavim plamenom.

Kao što je u svom čistom obliku prilično inertan; alkalije, voda i razne kiseline koje nemaju oksidirajuća svojstva ne utječu ni na koji način. Ako uzmete razrijeđenu dušičnu kiselinu, ona će oksidirati čisti A u ortoarsenovu kiselinu, a ako uzmete koncentriranu dušičnu kiselinu, oksidiraće je u ortoarsenovu kiselinu.

Kao što reaguje sa sumporom i halogenima. U reakcijama sa sumporom nastaju sulfidi različitog sastava.

Arsen je kao otrov

Sva jedinjenja arsena su otrovna.

Akutno trovanje ovim supstancama manifestuje se bolovima u stomaku, dijarejom, povraćanjem i depresijom centralnog nervnog sistema. Simptomi intoksikacije ovom supstancom vrlo su slični simptomima kolere. Stoga su se u sudskoj praksi u prošlosti često susreli slučajevi upotrebe arsena kao otrova. Najuspješnije korišteno otrovno jedinjenje u kriminalne svrhe je arsenik trioksid.

U onim područjima gdje postoji višak tvari u vodi i tlu, ona se akumulira u štitnoj žlijezdi ljudi. Kao rezultat toga, razvijaju endemsku strumu.

Trovanje arsenom

Simptomi trovanja arsenom uključuju metalni ukus u ustima, povraćanje i jak bol u abdomenu. Kasnije se mogu javiti napadi ili paraliza. Trovanje može dovesti do smrti. Najrasprostranjeniji i najpoznatiji protuotrov za trovanje arsenom je mlijeko. Glavni protein mlijeka je kazein. S arsenom stvara nerastvorljivo jedinjenje koje se ne apsorbira u krv.

Do trovanja dolazi:
1. Prilikom udisanja spojeva arsena u obliku prašine ( najčešće - u nepovoljnim proizvodnim uslovima).
2. Prilikom pijenja zatrovane vode i hrane.
3. Prilikom upotrebe određenih lijekova. Višak tvari se taloži u koštanoj srži, plućima, bubrezima, koži i crijevnom traktu. Postoji veliki broj dokaza da su neorganska jedinjenja arsena kancerogena. Zbog dugotrajne konzumacije vode ili lijekova otrovane arsenom, može se razviti rak kože niskog stupnja ( Bowenov rak) ili hemangioendoteliom jetre.

U slučaju akutnog trovanja potrebno je ispiranje želuca kao prva pomoć. U stacionarnim uslovima radi se hemodijaliza za čišćenje bubrega. Za primjenu kod akutnih i kroničnih trovanja koristi se Unithiol - univerzalni protuotrov. Dodatno se koriste antagonističke supstance: sumpor, selen, cink, fosfor; a obavezan je i kompleks vitamina i aminokiselina.

Simptomi predoziranja i nedostatka

Mogući znaci nedostatka arsena manifestuju se smanjenjem koncentracije triglicerida u krvi, povećanjem plodnosti i pogoršanjem razvoja i rasta organizma.

Arsen je vrlo toksična supstanca, jedna doza od 50 mg može biti smrtonosna. Predoziranje se manifestuje razdražljivošću, alergijama, glavoboljom, dermatitisom, ekcemom, konjuktivitisom, depresijom respiratorne funkcije i nervnog sistema, te oštećenjem funkcije jetre. Predoziranje nekom supstancom povećava rizik od razvoja raka.

Izvorom elementa smatraju se: biljni i životinjski proizvodi, morski plodovi, žitarice, žitarice, duhan, vino, pa čak i voda za piće.

Ne morate brinuti da ovaj mikroelement unesete u našu ishranu – nalazi se u gotovo svim proizvodima životinjskog i biljnog porijekla, osim u rafiniranom šećeru. Dolazi nam u dovoljnim količinama sa hranom. Proizvodi koji su njime posebno bogati, poput škampa, jastoga, jastoga - da biste izbjegli predoziranje, treba jesti umjereno kako ne biste unijeli preveliku količinu otrova.

Jedinjenja arsena mogu ući u ljudski organizam s mineralnom vodom, morskim plodovima, sokovima, vinima od grožđa, lijekovima, herbicidima i pesticidima. Ova supstanca se akumulira uglavnom u retikuloendotelnom sistemu, kao iu plućima, koži i bubrezima. Nedovoljnim dnevnim unosom neke supstance u organizam smatra se 1 mcg/dan. Prag toksičnosti je približno 20 mg.

Velika količina elementa nalazi se u ribljem ulju i, začudo, u vinima. U normalnoj vodi za piće sadržaj supstance je nizak i nije opasan po zdravlje - približno 10 µg/l. Neki regioni sveta ( Meksiko, Tajvan, Indija, Bangladeš) su poznati po tome što imaju visok nivo arsena u vodi za piće ( 1 mg/l), pa se tamo ponekad dešavaju masovna trovanja građana.

Arsen sprječava gubitak fosfora u tijelu. Vitamin D je regulacijski faktor u procesu metabolizma fosfora i kalcija, a arsen zauzvrat reguliše metabolizam fosfora.

Poznato je i da se neki oblici alergija razvijaju zbog nedostatka arsena u organizmu.

Element u tragovima se koristi za povećanje apetita u slučaju anemije. Za trovanje selenom, arsen je odličan protivotrov. Eksperimentalne studije na miševima pokazale su da precizno izračunate doze supstance pomažu u smanjenju incidencije raka.

Kada se koncentracija nekog elementa u tlu ili hrani poveća, dolazi do intoksikacije. Teška intoksikacija može dovesti do ozbiljnih bolesti kao što su rak larinksa ili leukemija. Štaviše, povećaće se i broj umrlih.

Poznato je da se 80% supstance koja sa hranom uđe u organizam šalje u gastrointestinalni trakt i odatle ulazi u krv, a preostalih 20% do nas stiže preko kože i pluća.

Dan nakon ulaska u tijelo, više od 30% tvari se izlučuje iz njega zajedno s urinom, a oko 4% zajedno sa izmetom. Prema klasifikaciji, arsen je klasifikovan kao imunotoksični, uslovno esencijalni element. Dokazano je da supstanca učestvuje u gotovo svim važnim biohemijskim procesima.

Arsen u stomatologiji

Ova supstanca se često koristi za liječenje zubnih bolesti kao što je karijes. Karijes počinje kada se vapnenačke soli zubne cakline počnu razbijati i oslabljen zub napadnu patogeni. Utječući na mekani unutrašnji dio zuba, mikrobi formiraju karijesnu šupljinu.
Ako se u ovoj fazi bolesti karijesna šupljina očisti i ispuni materijalom za punjenje, zub će ostati "živ". A ako pustite da proces ide svojim tokom, karijesna šupljina stiže do tkiva koje sadrži krvne, nervne i limfne žile. To se zove pulpa.

Razvija se upala pulpe, nakon čega je jedini način da se spriječi daljnje širenje bolesti uklanjanje živca. Za ovu manipulaciju je potreban arsen.

Pulpa se izlaže zubnim instrumentom, na nju se stavlja zrno paste koja sadrži arsenovu kiselinu i ona difundira u pulpu gotovo trenutno. Dan kasnije zub umire. Sada se pulpa može ukloniti potpuno bezbolno, korijenski kanali i pulpna komora mogu se napuniti posebnom antiseptičkom pastom, a zub se može zapečatiti.

Arsen u liječenju leukemije

Arsen se prilično uspješno koristi u liječenju blažih oblika leukemije, kao iu periodu primarne egzacerbacije, u kojem još nije uočeno naglo povećanje slezine i limfnih čvorova. Smanjuje ili čak potiskuje patološko stvaranje leukocita, stimulira crvenu hematopoezu i oslobađanje crvenih krvnih stanica na periferiju.

Dobijanje arsena

Dobija se kao nusproizvod preradom ruda olova, bakra, kobalta i cinka, kao i prilikom iskopavanja zlata. Neke od polimetalnih ruda sadrže i do 12% arsena. Ako se zagreju na 650 - 700 stepeni, onda u nedostatku vazduha dolazi do sublimacije. Ako se zagrije na zraku, nastaje "bijeli arsen", koji je hlapljiv oksid. Podvrgava se kondenzaciji i zagrijava ugljem, tokom ove reakcije se smanjuje arsen. Dobijanje ovog elementa je štetna proizvodnja.

Ranije, prije razvoja ekologije kao nauke, "bijeli arsen" je ispuštan u atmosferu u velikim količinama, a potom se taložio na drveću i biljkama. Dozvoljena koncentracija u zraku je 0,003 mg/m3, dok u blizini industrijskih objekata koncentracija dostiže 200 mg/m3. Čudno je da životnu sredinu najviše zagađuju one fabrike koje proizvode arsen, već elektrane i preduzeća obojene metalurgije. Donji sedimenti u blizini topionica bakra sadrže velike količine elementa - do 10 g/kg.

Još jedan paradoks je da se ova supstanca proizvodi u većim količinama nego što je potrebno. Ovo je rijetka pojava u rudarskoj industriji metala. Višak se mora odložiti u velike metalne kontejnere, skrivajući ih u napuštenim starim rudnicima.

Arsenopirit je vrijedan industrijski mineral. Velika nalazišta bakra i arsena nalaze se u Centralnoj Aziji, Gruziji, SAD, Japanu, Norveškoj, Švedskoj; zlato-arsen - u SAD-u, Francuskoj; arsen-kobalt - na Novom Zelandu, Kanada; arsen-kalaj - u Engleskoj i Boliviji.

Određivanje arsena

Kvalitativna reakcija na arsen sastoji se od taloženja žutih sulfida iz otopina klorovodične kiseline. Tragovi se određuju metodom Gutzeit ili Marshovom reakcijom: papirnate trake natopljene HgCl2 mijenjaju boju u tamnu u prisustvu arsina, što sublimaciju reducira u živu.

U proteklih pola stoljeća razvijene su različite osjetljive analitičke tehnike ( spektrometrija), zahvaljujući kojima se mogu detektovati čak i male količine arsena. Ako je u vodi vrlo malo tvari, tada se uzorci prethodno koncentrišu.

Neki spojevi se analiziraju metodom selektivnog hidrida. Ova metoda uključuje selektivnu redukciju analita u isparljivo jedinjenje arsin. Isparljivi arsini se zamrzavaju u posudi ohlađenoj tečnim dušikom. Zatim, polaganim zagrijavanjem sadržaja posude, možete osigurati da različiti arsini ispare odvojeno jedan od drugog.

Industrijska primjena

Oko 98% svega iskopanog arsena ne koristi se u svom čistom obliku. Ali njegovi spojevi su stekli popularnost i koriste se u raznim industrijama. Na stotine tona supstance se iskopa i koristi godišnje. Dodaje se legurama ležajeva radi poboljšanja kvaliteta, koristi se u izradi kablova i olovnih baterija za povećanje tvrdoće, a koristi se u legurama sa germanijumom ili silicijumom u proizvodnji poluprovodničkih uređaja. Arsen se koristi kao dodatak koji daje određenu vrstu provodljivosti "klasičnim" poluprovodnicima.

Arsen je vrijedan materijal u obojenoj metalurgiji. Kada se doda olovo u količini od 1%, povećava se tvrdoća legure. Ako u rastopljeno olovo dodate malo arsena, tada u procesu bacanja udarca izlaze sferne kuglice ispravnog oblika. Aditivi bakru povećavaju njegovu čvrstoću, otpornost na koroziju i tvrdoću. Zahvaljujući ovom aditivu, povećava se fluidnost bakra, što olakšava proces izvlačenja žice.

Kao što se dodaje nekim vrstama mesinga, bronze, štamparskih legura i babita. Ali ipak, metalurzi pokušavaju isključiti ovaj aditiv iz procesa proizvodnje, jer je vrlo štetan za ljude. Štaviše, štetan je i za metale, jer prisustvo arsena u velikim količinama narušava svojstva mnogih legura i metala.

Oksidi se koriste u proizvodnji stakla kao izbjeljivači stakla. Čak su i drevni duvači stakla znali da bijeli arsen doprinosi neprozirnosti stakla. Međutim, njegovi mali dodaci, naprotiv, posvjetljuju staklo. Arsen je i dalje uključen u recepturu za pravljenje nekih čaša, na primjer, „bečkog“ stakla od kojeg se prave termometri.

Jedinjenja arsena koriste se kao antiseptik za zaštitu od kvarenja, kao i za očuvanje krzna, kože, plišanih životinja; za stvaranje antivegetativnih boja za vodeni transport; za impregnaciju drveta.

Biološka aktivnost nekih As derivata zainteresovala je agronome, radnike sanitarno-epidemioloških službi i veterinare. Kao rezultat, stvoreni su lijekovi koji sadrže arsen, koji su bili stimulansi produktivnosti i rasta; lijekovi za prevenciju bolesti stoke; anthelmintici.

Zemljoposjednici u staroj Kini tretirali su usjeve riže arsenik oksidom kako bi ih zaštitili od gljivičnih bolesti i pacova, te tako zaštitili usjeve. Sada je, zbog toksičnosti supstanci koje sadrže arsen, njihova upotreba u poljoprivredi ograničena.

Najvažnije oblasti upotrebe supstanci koje sadrže arsen su proizvodnja mikro krugova, poluvodičkih materijala i optičkih vlakana, filmska elektronika, kao i uzgoj specijalnih monokristala za lasere. U tim slučajevima se po pravilu koristi gasoviti arsin. Indijum i galijum arsenidi se koriste u proizvodnji dioda, tranzistora i lasera.

U tkivima i organima element se uglavnom nalazi u proteinskoj frakciji, znatno manje u frakciji rastvorljivoj u kiselinama, a samo mali deo je u frakciji lipida. Učesnik je redoks reakcija bez njega, oksidativna razgradnja složenih ugljikohidrata je nemoguća. Učestvuje u fermentaciji i glikolizi. Jedinjenja ove supstance se koriste u biohemiji kao specifični inhibitori enzima, koji su potrebni za proučavanje metaboličkih reakcija. Neophodan je ljudskom tijelu kao element u tragovima.

Arsen je hemijski element grupe azota (grupa 15 periodnog sistema). Ovo je siva, metalna, krhka supstanca (α-arsen) sa romboedarskom kristalnom rešetkom. Kada se zagrije na 600°C, As sublimira. Kada se para ohladi, pojavljuje se nova modifikacija - žuti arsen. Iznad 270°C, svi oblici As se pretvaraju u crni arsen.

Istorija otkrića

Šta je arsen bilo je poznato mnogo prije nego što je prepoznat kao hemijski element. U 4. veku. BC e. Aristotel je spomenuo supstancu zvanu sandarac, za koju se danas vjeruje da je realgar, ili arsenik sulfid. I u 1. veku nove ere. e. pisci Plinije Stariji i Pedanije Dioskorid opisali su orpiment - boju As 2 S 3. U 11. veku n. e. Postojale su tri varijante “arsena”: bijela (As 4 O 6), žuta (As 2 S 3) i crvena (As 4 S 4). Sam element je verovatno prvi izolovao u 13. veku Albertus Magnus, koji je primetio pojavu supstance nalik metalu kada je arsenikum, drugo ime za As 2 S 3, zagrejan sapunom. Ali nema sigurnosti da je ovaj prirodnjak dobio čisti arsen. Prvi autentični dokazi o čistoj izolaciji datiraju iz 1649. Njemački farmaceut Johann Schröder pripremio je arsen zagrijavanjem njegovog oksida u prisustvu uglja. Kasnije je Nicolas Lemery, francuski liječnik i hemičar, promatrao stvaranje ovog kemijskog elementa zagrijavanjem mješavine njegovog oksida, sapuna i potaše. Početkom 18. vijeka arsen je već bio poznat kao jedinstveni polumetal.

Prevalencija

U zemljinoj kori koncentracija arsena je niska i iznosi 1,5 ppm. Nalazi se u tlu i mineralima i može se osloboditi u zrak, vodu i tlo kroz vjetar i vodenu eroziju. Osim toga, element ulazi u atmosferu iz drugih izvora. Kao rezultat vulkanskih erupcija, oko 3 hiljade tona arsena se ispusti u vazduh godišnje, mikroorganizmi proizvode 20 hiljada tona isparljivog metilarsina godišnje, a kao rezultat sagorevanja fosilnih goriva oslobađa se 80 hiljada tona isti period.

Unatoč činjenici da je As smrtonosni otrov, važna je komponenta ishrane nekih životinja, a možda i ljudi, iako potrebna doza ne prelazi 0,01 mg/dan.

Arsen je izuzetno teško pretvoriti u vodotopivo ili isparljivo stanje. Činjenica da je prilično mobilna znači da se velike koncentracije supstance ne mogu pojaviti ni na jednom mjestu. S jedne strane, ovo je dobra stvar, ali s druge strane, lakoća s kojom se širi je razlog zašto kontaminacija arsenom postaje sve veći problem. Zbog ljudske aktivnosti, uglavnom kroz rudarenje i topljenje, normalno nepomični hemijski element migrira i sada se može naći na mjestima koja nisu njegova prirodna koncentracija.

Količina arsena u zemljinoj kori je oko 5 g po toni. U svemiru, njegova koncentracija se procjenjuje na 4 atoma na milion atoma silicijuma. Ovaj element je široko rasprostranjen. Mala količina je prisutna u izvornom stanju. U pravilu, formacije arsena sa čistoćom od 90-98% nalaze se zajedno s metalima kao što su antimon i srebro. Većina je, međutim, uključena u više od 150 različitih minerala - sulfida, arsenida, sulfoarsenida i arsenita. Arsenopirit FeAsS je jedan od najčešćih minerala koji sadrže As. Druga uobičajena jedinjenja arsena su minerali realgar As 4 S 4, orpiment As 2 S 3, lelingit FeAs 2 i enargit Cu 3 AsS 4. Arsenov oksid je takođe čest. Većina ove supstance je nusproizvod topljenja ruda bakra, olova, kobalta i zlata.

U prirodi postoji samo jedan stabilan izotop arsena - 75 As. Među vještačkim radioaktivnim izotopima, 76 Kao što je s vremenom poluraspada od 26,4 sata, izdvaja se arsen-72, -74 i -76 se koriste u medicinskoj dijagnostici.

Industrijska proizvodnja i primjena

Metalni arsen se dobija zagrevanjem arsenopirita na 650-700 °C bez pristupa vazduha. Ako se arsenopirit i druge metalne rude zagrijavaju kisikom, tada se As lako kombinira s njim, formirajući lako sublimirani As 4 O 6, također poznat kao "bijeli arsen". Oksidna para se sakuplja i kondenzuje, a kasnije se pročišćava ponovljenom sublimacijom. Većina As se proizvodi njegovom redukcijom ugljikom iz tako dobivenog bijelog arsena.

Globalna potrošnja metalnog arsena je relativno mala - svega nekoliko stotina tona godišnje. Većina onoga što se konzumira dolazi iz Švedske. Koristi se u metalurgiji zbog svojih metaloidnih svojstava. Oko 1% arsena koristi se u proizvodnji olovne sačme jer poboljšava zaobljenost otopljene kapi. Svojstva legura za ležajeve na bazi olova poboljšavaju se i termički i mehanički kada sadrže oko 3% arsena. Prisustvo malih količina ovog hemijskog elementa u olovnim legurama očvršćava ih za upotrebu u baterijama i oklopu kablova. Male nečistoće arsena povećavaju otpornost na koroziju i termička svojstva bakra i mesinga. U svom čistom obliku, hemijski element As se koristi za prevlačenje bronze i u pirotehnici. Visoko pročišćeni arsen ima primjenu u tehnologiji poluvodiča, gdje se koristi sa silicijumom i germanijumom, te u obliku galij arsenida (GaAs) u diodama, laserima i tranzistorima.

Kao veze

Pošto je valentnost arsena 3 i 5, a ima raspon oksidacionih stanja od -3 do +5, element može formirati različite vrste jedinjenja. Njegovi najvažniji komercijalno važni oblici su As 4 O 6 i As 2 O 5 . Arsenov oksid, poznatiji kao bijeli arsen, nusproizvod je prženja ruda bakra, olova i nekih drugih metala, kao i ruda arsenopirita i sulfida. To je početni materijal za većinu drugih spojeva. Koristi se i u pesticidima, kao sredstvo za dekolorizaciju u proizvodnji stakla i kao konzervans za kožu. Arsenov pentoksid nastaje kada je bijeli arsen izložen oksidirajućem agensu (kao što je dušična kiselina). Glavni je sastojak insekticida, herbicida i ljepila za metal.

Arsin (AsH 3), bezbojni otrovni gas sastavljen od arsena i vodonika, je još jedna poznata supstanca. Supstanca, takođe nazvana arsenov vodonik, dobija se hidrolizom metalnih arsenida i redukcijom metala iz jedinjenja arsena u kiselim rastvorima. Našao je upotrebu kao dopant u poluvodičima i kao hemijsko ratno sredstvo. U poljoprivredi su od velikog značaja arsenska kiselina (H 3 AsO 4), olovni arsenat (PbHAsO 4) i kalcijum arsenat [Ca 3 (AsO 4) 2], koji se koriste za sterilizaciju zemljišta i kontrolu štetočina.

Arsen je hemijski element koji formira mnoga organska jedinjenja. Cacodyne (CH 3) 2 As-As(CH 3) 2, na primjer, koristi se u pripremi široko korišćenog sredstva za sušenje (sredstvo za sušenje) kakodilne kiseline. Složena organska jedinjenja elementa koriste se u liječenju određenih bolesti, na primjer, amebne dizenterije uzrokovane mikroorganizmima.

Fizička svojstva

Šta je arsen u smislu njegovih fizičkih svojstava? U svom najstabilnijem stanju, to je krhka, čelično siva čvrsta supstanca sa niskom toplotnom i električnom provodljivošću. Iako su neki oblici As slični metalu, klasificiranje ga kao nemetala je preciznija karakterizacija arsena. Postoje i drugi oblici arsena, ali oni nisu dobro proučeni, posebno žuti metastabilni oblik, koji se sastoji od As 4 molekula, poput bijelog fosfora P 4 . Arsen sublimira na temperaturi od 613 °C, a u obliku pare postoji kao As 4 molekula, koji se ne disociraju do temperature od oko 800 °C. Potpuna disocijacija na As 2 molekule događa se na 1700 °C.

Atomska struktura i sposobnost stvaranja veza

Elektronska formula arsena - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 - nalikuje dušiku i fosforu po tome što se u vanjskoj ljusci nalazi pet elektrona, ali se razlikuje od njih po tome što u njoj ima 18 elektrona. ljuska umjesto dvije ili osam. Dodavanje 10 pozitivnih naboja jezgru dok se popunjava pet 3d orbitala često uzrokuje ukupno smanjenje elektronskog oblaka i povećanje elektronegativnosti elemenata. Arsen u periodnom sistemu može se uporediti sa drugim grupama koje jasno pokazuju ovaj obrazac. Na primjer, općenito je prihvaćeno da je cink elektronegativniji od magnezija, a galij od aluminija. Međutim, u sljedećim grupama ova razlika se smanjuje i mnogi se ne slažu da je germanij elektronegativniji od silicija, uprkos obilju kemijskih dokaza. Sličan prijelaz sa ljuske od 8 u 18 elemenata iz fosfora u arsen može povećati elektronegativnost, ali to ostaje kontroverzno.

Sličnost vanjske ljuske As i P sugerira da oni mogu formirati 3 po atomu u prisustvu dodatnog nevezanog elektronskog para. Oksidacijsko stanje stoga mora biti +3 ili -3, u zavisnosti od relativne međusobne elektronegativnosti. Struktura arsena također sugerira mogućnost korištenja vanjske d-orbitale za proširenje okteta, što omogućava elementu da formira 5 veza. Ostvaruje se samo u reakciji sa fluorom. Prisustvo slobodnog elektronskog para za formiranje kompleksnih spojeva (kroz donaciju elektrona) u atomu As je mnogo manje izraženo nego u fosforu i dušiku.

Arsen je stabilan na suvom vazduhu, ali postaje crni oksid u vlažnom vazduhu. Njegove pare lako sagorevaju, formirajući As 2 O 3. Šta je slobodni arsen? Na njega praktički ne utiču voda, baze i neoksidirajuće kiseline, ali ga dušična kiselina oksidira do +5. Halogeni i sumpor reagiraju s arsenom, a mnogi metali stvaraju arsenide.

Analitička hemija

Supstanca arsen se može kvalitativno detektovati u obliku žutog orpimenta, koji se taloži pod uticajem 25% rastvora hlorovodonične kiseline. Tragovi As se obično određuju pretvaranjem u arsin, što se može otkriti pomoću Marsh testa. Arsin se termički raspada i formira crno ogledalo arsena unutar uske cijevi. Prema Gutzeit metodi, uzorak impregniran arsinom potamni zbog oslobađanja žive.

Toksikološke karakteristike arsena

Toksičnost elementa i njegovih derivata uvelike varira, od izuzetno toksičnog arsina i njegovih organskih derivata do jednostavnog As, koji je relativno inertan. Šta je arsen dokazuje upotreba njegovih organskih jedinjenja kao hemijskih ratnih agenasa (luizit), vezikanata i defolijansa (Agent Blue na bazi vodene mešavine 5% kakodilne kiseline i 26% njene natrijumove soli).

Generalno, derivati ​​ovog hemijskog elementa iritiraju kožu i uzrokuju dermatitis. Preporučuje se i zaštita od udisanja prašine koja sadrži arsen, ali se većina trovanja događa gutanjem. Maksimalna dozvoljena koncentracija As u prašini tokom osmosatnog radnog dana je 0,5 mg/m 3 . Za arsin, doza se smanjuje na 0,05 ppm. Pored upotrebe jedinjenja ovog hemijskog elementa kao herbicida i pesticida, upotreba arsena u farmakologiji omogućila je dobijanje salvarsana, prvog uspešnog leka protiv sifilisa.

Zdravstveni efekti

Arsen je jedan od najotrovnijih elemenata. Neorganska jedinjenja ove hemikalije se prirodno javljaju u malim količinama. Ljudi mogu biti izloženi arsenu kroz hranu, vodu i zrak. Do izlaganja može doći i kontaktom kože sa kontaminiranom zemljom ili vodom.

Ljudi koji rade s njim, žive u domovima izgrađenim od drveta tretiranog njime, te na poljoprivrednim zemljištima na kojima su se u prošlosti koristili pesticidi također su podložni izloženosti.

Neorganski arsen može uzrokovati različite zdravstvene efekte kod ljudi, kao što su iritacija želuca i crijeva, smanjena proizvodnja crvenih i bijelih krvnih stanica, promjene na koži i iritacija pluća. Sumnja se da unos značajnih količina ove supstance može povećati šanse za razvoj raka, posebno raka kože, pluća, jetre i limfnog sistema.

Vrlo visoke koncentracije anorganskog arsena uzrokuju neplodnost i spontane pobačaje kod žena, dermatitis, smanjenu otpornost tijela na infekcije, probleme sa srcem i oštećenje mozga. Osim toga, ovaj hemijski element može oštetiti DNK.

Smrtonosna doza bijelog arsena je 100 mg.

Organska jedinjenja elementa ne uzrokuju rak ili oštećenje genetskog koda, ali velike doze mogu naštetiti ljudskom zdravlju, na primjer, uzrokovati nervne poremećaje ili bolove u trbuhu.

Properties As

Glavna hemijska i fizička svojstva arsena su sljedeća:

• Atomski broj je 33.
• Atomska težina - 74,9216.
• Tačka topljenja sive forme je 814 °C pri pritisku od 36 atmosfera.
• Gustina sive forme je 5,73 g/cm 3 na 14 °C.
• Gustina žute forme je 2,03 g/cm 3 na 18 °C.
• Elektronska formula arsena je 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3.
• Oksidacija -3, +3, +5.
• Valencija arsena je 3,5.